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第二章 机械及机械零件设计概述 第三节 机械零件设计的基本要求、一般步骤和设计 计算方法 第一节 机器的组成 第二节 机械设计的基本要求、一般程序和方法 第四节 机械零件的主要失效形式及设计计算准则 第五节 机械零件的常用材料及其选择原则 第六节 机械零件设计中的工艺性及标准化 第七节 现代机械设计方法简介 第一节 机器的组成 辅助系统，例如润滑、显示、照明等 原动部分 传动系统 执行部分 控制系统 机器的组成 原动部分：驱动整部机器以完成预定功能的动力源。 执行部分：是用来完成机器预定功能的组成部分，（ 起重机中的起重吊运机构和挖掘机中的挖掘机构）。 传动系统：完成从原动机到执行部分的运动形式、运动及动力参数转变的任务。 控制部分：用来处理机器各组成部分之间，以及与外部其它机器之间的工作协调关系，它通常由各种计算机和控制器组成。 第二节 机械设计的基本要求、一般程序和方法 一、机械设计的基本要求 1．功能要求 工作可靠，有效地实现预期的功能。 4．造型美观和减少环境污染 外观造型和色彩应协调、大方，符合工业美学要求。减轻 噪音、废气、废液对环境的污染。 2．经济性要求 生产成本低、使用消耗小、维护费用低。 3．操作方便、劳动保护要求 5．其它要求 如大型机器应便于起重、运输，食品机器应能保持产品清 洁等。 二、机械设计的一般程序 机械设计—从使用要求出发，对机械的工作原理、结构、运动形式、力和能量的传递方式，以至各个零件的材料和形状尺寸，以及使用维护等问题进行构思、分析和决策的工作过程。机械设计是一个创新与借鉴相结合的过程，一般程序如下： 计划阶段——研究和确定设计任务 方案设计阶段——拟定总体设计方案 技术设计阶段——计算和结构设计 技术文件编制阶段 试制、鉴定 产品定型 三、设计方法 1．内插式设计 2．外推式设计 3．开发性设计 第三节 机械零件设计的基本要求、一般步骤 和设计计算方法 一、机械零件设计的基本要求 设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下，根据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何，一般来说，对机械都要提出以下的基本要求： 使用功能要求 经济性要求 劳动保护要求 可靠性要求 其它专用要求 二、机械零件设计的一般步骤 1．选择零件的类型和结构。 2．建立力学模型，进行受力分析，确定名义载荷和计算载荷。 名义载荷——根据额定功率或生产阻力用力学公式计算出作用在零件上的载荷， (如力F、功率P、转矩T)。 名义载荷是机械在平稳工作条件下作用在零件上的载荷，它没有反映原动机和工作机间的实际载荷随时间作用的不均匀性、载荷在零件上分布的不均匀性及其他影响零件受力情况等因素。 计算载荷——载荷系数K与名义载荷的乘积。 Fca=KF，Pca=KP，Tca=KT 3．分析零件可能出现的失效形式，确定相应的工作能力计算准则。 4．选用合适的材料、热处理工艺或其它处理工艺。 5．进行零件的应力和变形计算，按零件的工作能力计算准则确定零件的主要尺寸，并对加以标准化或圆整。 6．根据零件的主要尺寸和结构、工艺要求等绘制零件工作图和编写计算说明书。 三、设计计算方法 设计计算：直接求出危险截面尺寸A。 校核计算：其他方法初步设计 → 验算。 一、机械零件的主要失效形式 第四节 机械零件的主要失效形式及设计计算准则 失效——机械零件由于某种原因不能正常工作。 1、整体断裂 　　整体断裂是指零件在载荷作用下，其危险截面的应力超过零件的强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，危险截面发生的疲劳断裂。 齿轮轮齿断裂 轴承内圈断裂 2、过大的残余变形 当作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件将产生残余变形。 齿轮齿面塑形变形 轴承外圈塑性变形 3、零件的表面破坏 零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳（点蚀）。 齿面接触疲劳 轴瓦磨损 4、破坏正常工作条件引起的失效 有些零件只有在一定的工作条件下才能正常的工作，如： 液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜时才能正常工作。 带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时才能正常工作。 高速转动的零件，只有在转速与转动件系统的固有频率避开一个适当的间隔才能正常工作。 　　零件在工作时会发生哪一种失效，这与零件的工作环境、载荷性质等很多因素有关。 　　有统计结果表明，一般机械零件的失效主要是由于疲劳、磨损、腐蚀等因素引起。 二、机械